許媛
隨著我國航空航天技術的急速發展,其環境給飛行員帶來了嚴峻的挑戰。據報道,消化系統疾病占飛行員內科疾病的6.6%,位居飛行員內科疾病的前3位[1]。消化性潰瘍是消化系統常見疾病,也是導致飛行員住院和停飛的常見原因。因本病停飛的人數占消化系統疾病停飛總人數的49.9%,居首位[2]。飛行員在其飛行環境中常處于高正加速度(positive acceleration,+Gz)環境中,極易發生急性胃黏膜損傷[3],對飛行安全造成危險,并降低其戰斗力。因此,如何有效的防御+Gz作用對胃黏膜的損傷,提供科學的依據,對指導飛行訓練,保障飛行安全,提高戰斗力具有現實指導意義。本文就+GZ作用對胃黏膜損傷影響的研究作一綜述。
飛行員在高空中飛行時,會產生從座艙底部到座艙蓋的向心加速度,同時飛行員也會受到與加速度方向相反的慣性離心力作用,其方向是由頭端指向足,航空醫學中稱之為+Gz。若正加速度作用時間超過1 s,稱為持續性正加速度[4]。
當人體受到持續性正加速度的作用時,產生的主要生理效應為:①體質量增加。體質量及各器官系統重量沿著慣性力方向增加,慣性力與重力的矢量和是幾個G,重量就增加幾倍[5]。②血液重量增加,血液柱流體靜壓增大,血液向下半身轉移。③器官移位和變形。心臟、大血管、肺、膈、消化器官向骨盆方向移位,并發生變形[3]。在+Gz的作用下,有些改變是可逆的,可以自行緩解,但有些是比較嚴重的。病理改變程度與作用+Gz值、增長率、作用時間和個體差異等因素有關[6-7]。
已有研究報道[8-9],+Gz暴露會加重胃黏膜損傷、降低潰瘍的愈合質量,其機制可能與血液中的一氧化氮(niterc oxide,NO)、前列腺素(prostaglandin,PG)及胃黏膜中表皮生長因子(epidermal growth factor,EGF)等含量變化有關。
2.1 +Gz對NO的影響 大量研究[10-11]證明,NO作為一種內源性保護因子,可能通過減少胃酸分泌,增加胃黏膜血流量發揮作用。高和等[12]認為在+5 Gz暴露后,大鼠血漿中NO含量升高。劉紅巾等[13]認為+10 Gz暴露后,大鼠血漿中NO含量降低。趙錕等[14]設定不同+Gz值,觀察持續、反復暴露后大鼠血清中NO的變化情況,發現+Gz暴露后,+5 Gz時,NO含量顯著增加;+10 Gz時,NO含量相比+5 Gz時有所下降,與上述研究結果是一致的。說明高+Gz時胃黏膜保護因子會有所降低,而高+Gz時是相反的。
適宜的作用負荷下NO含量增加,胃黏膜血流量增加,胃酸分泌減少,都有利于胃黏膜潰瘍的愈合,而超負荷作用下則會給機體造成損傷。這就提示我們低+Gz適應性訓練可能有利于機體提高抗+Gz耐力,機體能夠建立良好的生理代償,應該逐漸提高+Gz訓練程度,使飛行人員的胃黏膜疾病的發病率與復發率降低。
2.2 +Gz對PG的影響 PG是存在于生物體內的一組不飽和脂肪酸,動物和人胃黏膜均可合成PG,且無論內源性或外源性PG均具有胃黏膜保護作用[15-17]。PGE2(前列腺素E2)在黏膜層的含量高于黏膜下層和肌層,對胃黏膜的作用有:抑制胃酸分泌[18],增強黏膜防御功能[19-20],增加黏膜血流量[21]等。陳璐等[8]在研究中發現,隨著+Gz增高,PGE2的含量降低,胃黏膜的修復功能降低。劉昊等[22]通過試驗證明,隨著+Gz暴露值的不斷增加,PGE2的含量明顯減少,胃黏膜損傷指數逐漸加重,其損傷程度逐漸增加。該研究中同時還發現,經過適應性訓練的組別在同樣+Gz值時,PGE2含量明顯增高,胃黏膜損傷指數降低。
隨著+Gz值的增加,PGE2含量減少,胃黏膜損傷程度加重。經過一定程度的適應性訓練可以提高PGE2的含量,減少胃黏膜的損傷,有助于維持胃黏膜的完整。這就提示我們在日常對飛行人員的訓練時應該加強持續的低速+Gz離心機適應性訓練,做到科學計劃,準確實施,從而更好的降低飛行人員的胃黏膜損傷程度,更好的為飛行人員提供醫學保障。
2.3 +Gz對EGF的影響 EGF和表皮生長因子受體(EGFR)是胃黏膜修復過程中的一對重要因素,可以抑制胃酸的分泌,從而促進胃潰瘍的愈合。國外有研究報道[23],應激性胃潰瘍患者胃液EGF含量較正常人明顯降低,當胃潰瘍愈合時,其胃液中的EGF含量明顯升高。陳璐等[9]研究發現,+5 Gz與+10 Gz暴露下,大鼠EGF及EGFR含量均較正常值明顯減少,胃黏膜損傷嚴重,潰瘍愈合延遲。陳璐等[8]研究表明,隨著+Gz值增加與重復暴露,胃液中EGF含量逐漸降低,大鼠胃黏膜的損害程度也逐漸增加。
目前有部門在應用現代醫學技術開發生長因子類藥物,從基因工程方面調節激素水平,從而減少胃黏膜損傷。但疾病前的預防是很重要的,李莉萍等[24]認為,適應性訓練可以提高機體自身的免疫力和應激抵抗能力。這就提示我們在飛行人員的日常訓練中,要掌握其訓練方法和具體機制,做好機體的適應性訓練,從而保證飛行安全,延長飛行員的飛行年限。
2.4 +Gz對胃黏膜血流量(gastric mucosal blood flow,GMBF)的影響 GMBF可以為黏膜細胞提供氧、營養物質及胃腸肽類激素等,能在一定程度上維持胃黏膜的正常功能,可以給予胃黏膜一定的防御、保護機制。趙錕等[25]研究發現在+Gz作用下,胃潰瘍大鼠GMBF下降,并且隨著+Gz值的增高,影響越明顯。趙錕等[21]研究中通過設立4組不同+Gz值處理的胃潰瘍大鼠模型,發現+Gz作用導致胃潰瘍大鼠GMBF下降,且+Gz值越高影響越顯著,胃潰瘍損傷程度也越重。
這就提示我們,在治療飛行人員潰瘍病時,不僅要給予常規用藥,而且還要考慮使用增加胃黏膜血流量的藥物,可能有助于胃潰瘍的愈合,減少短期內潰瘍病的復發。
2.5 +Gz對降鈣素基因相關肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)的影響 CGRP是人和哺乳動物體內存在的一種含多個氨基酸殘基的多肽,廣泛分布于整個消化道黏膜、黏膜下、小血管周圍,是目前發現的最強的有舒張血管活性的物質,并且在胃黏膜層的含量最多[26]。在趙錕等[14]的研究中,高+Gz值作用下,胃潰瘍大鼠模型中CGRP的含量下降,并且隨著+Gz值的增高,下降的越明顯。在陳璐等[8]的研究中,發現在+Gz增加的條件下,血清中CGRP的含量是明顯降低的,與上述研究結果一致。范勤等[27]研究證明,高+Gz值暴露能夠加重胃黏膜的損傷,造成胃潰瘍愈合的延遲,可能與血清中的CGRP含量降低有一定關系。
這就提示我們,低+Gz的適應性訓練可以有助于機體提高抗+Gz耐力,建立良好的代償功能,逐漸適應+Gz的環境,可能會降低胃潰瘍的發病率和復發率。
飛行人員在高空訓練中暴露于+Gz、低氧等特殊的環境中,并且承擔著超負荷的工作壓力和心理壓力,+Gz作用下,胃黏膜損傷加重、潰瘍愈合延遲,多種因素導致潰瘍病的高發病率和高復發率。在飛行人員的日常訓練中,要注重+Gz適應性訓練,從低負荷逐漸過渡到高負荷訓練,使機體建立良好的生理代償功能,并逐漸提高抗+Gz耐力,逐步適應+Gz環境。對存在潰瘍病的飛行人員,在使用常規藥物的同時,可以注意合并使用增加胃黏膜血流量的藥物,促進胃黏膜的愈合,減少短期內復發的可能性。通過各種科學方法減少+Gz對胃黏膜的損傷,對保證飛行人員的安全、延長飛行人員的飛行年限以及提高戰斗力具有十分重要的意義。